1. (2022八下·崂山期末) 研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如图甲所示，一个质量分布均匀的轮轴，研究它的特点时可以忽略它的质量，将其简化成一个轻质杠杆，杆如图乙，利用此轮轴匀速提升重为的物体时，作用在轮上的力是。已知轮半径是轴半径的倍、不计绳重和摩擦

1. （1） 请证明；
3. （2） 若该轮轴的轴半径 ， 轮半径 ， 请你推导出该轮轴的机械效率的表达式。